离子膜烧碱装置中捕沫器的设计与运行维护

朱伯麟，姜　锦，叶得强（金川集团股份有限公司，甘肃金昌737100）



离子膜烧碱装置中捕沫器的设计与运行维护

朱伯麟，姜锦，叶得强
（金川集团股份有限公司，甘肃金昌737100）

摘要：简述了离子膜烧碱装置中捕沫器设置的必要性，介绍了捕沫器的结构、工作原理以及设计要点，重点总结了捕沫器运行过程中可能出现的问题并提出了解决方案。

关键词：捕沫器；设计；运行

离子膜烧碱系统中，捕沫器作用是依靠其内部高效的纤维捕沫元件除去湿氯气、湿氢气中的液体颗粒（水雾、硫酸、碱液、盐雾等）。

1　捕沫器设置的必要性［1］

1.1氯气处理工序

离子膜烧碱系统中氯气处理工序的工艺流程框图见图1。

氯气系统中水雾捕沫器的捕集效果直接影响氯气干燥系统的负荷，酸捕沫器的捕集效果的直接影响氯气压缩机的正常运行及使用寿命，这2个捕沫器的运行情况还直接影响后续管路的寿命。

1.2氢气处理工序

离子膜烧碱系统中氢气处理工序的工艺流程框图见图2。

2　捕沫器的结构设计

图2　离子膜烧碱系统氢气处理工序工艺流程框图

捕沫器主要由捕沫元件和设备外壳组成，结构见图3。

1-支腿；2-下封头；3-捕沫元件；4-筒体；5-法兰；6-上封头；7-法兰；8-固定圈图3　捕沫器结构示意图

含有液体颗粒湿氯气和湿氢气通过N1口进入捕沫器，依靠其内部高效的捕沫元件，将气体中的杂质捕集在元件表面后靠重力作用下落到捕沫器下部，工作液从N4口溢流到外部，而净化后的气体则通过捕沫元件内部空隙从N2口送往后序设备。捕沫元件设计要点有以下4方面。

（1）需要根据捕沫器的工况压力准确计算液封管的长度，避免液封管短路或积液；

（2）外壳设计中用视镜代替就地液位计，方便观察气液两相的状态，设计时视镜的中心与溢流的液面高度一致；

（3）气体入口N1口上端低于元件底部至少200 mm，下端要高于液面至少200 mm，以避免进入捕沫器的气体冲击液面和垂直安装的捕沫元件；

（4）花板上的开孔必须精确，开孔不宜太大亦不能太小，过大则密封面不够会造成气体短路，过小则捕沫元件无法安装；同时，要求开孔后的密封面无毛刺贯穿性划痕、裂纹或其他影响密封的缺陷。

3　捕沫器的运行与维护

初次运行捕沫器之前需要清理出上游管路中的杂物，如焊渣、掉落物等，同时，将适当的工作液注入捕沫器中，在系统运行时回收捕沫器中积聚的液体。一般系统设有“U型弯”的排液管，以便将工作液按工艺要求排放到设备中。

3.1除雾效率

捕沫器的除雾效率从后序设备（尤其是氯压机）的运行数据上得以判断。由于氯压机转子以10 000 r/min以上的速度高速运转，倘若除雾器效率不高，氯气中夹杂有过量的水雾或酸雾，大量水雾的存在将会增加氯气干燥系统的处理能力和硫酸单耗；未捕集的酸雾将会聚集在压缩机的叶轮和密封腔中，严重影响设备的寿命和连续稳定运行［2］。

目前，氯气所用捕沫元件的材质为“玻璃钢+玻璃纤维”或“316L+玻璃纤维”，氢气所用捕沫元件的材质为“316+PP纤维”，这种结构的捕沫元件对于＞1 μm的雾粒捕集效率为100%，对于≤1 μm的雾粒捕集效率为99.3%。

3.2除雾压降

捕沫器的压降能较好地反应出除雾器运行状况，离子膜烧碱系统中的除雾器压降一般控制在2 kPa之内。捕沫器压降异常的原因和解决方法见表1。

表1　捕沫器降异常的原车和解决方法

4　总结

捕沫器的合理设计和良好的运行维护既能保障氯气下游系统中关键设备后序的管道不被腐蚀，又能减少氢气系统冷却的气量、方便输送。对离子膜烧碱系统的长周期稳定运行发挥着关键性的作用。

参考文献：

［1］邢家悟，刘东升，等.离子膜法制烧碱操作问答.北京：化学工业出版社.2009.6：218-252.

［2］李相彪，余晓辉，余慧玲，等.氯碱生产技术.北京：化学工业出版社.2010.12：212-224.

Design and operation of mist eliminator in ionic membrane caustic soda system

ZHU Bo-Lin，JIANG Jin，YE De-qiang
（Chemical Plant of JinChuan Group Co.，Ltd.，JinChang 737100，China）

Abstract：The necessity of setting mist eliminator in ionic membrane caustic soda system were sketched briefly，as well as the structure、operating principle and design main point of mist eliminator were introduced. Meanwhile the possible problem in operation were summarized and the treatment measures were put forward emphatically.

Key words：mist eliminator；design；operation

中图分类号：TQ051.8+93

文献标识码：B

文章编号：1009-1785（2016）03-0039-02

收稿日期：2015-08-03